Dünya'nın yaşam olduğunu ne kadar uzakta bulabiliriz?

Tahminime göre, yaşam taşıyan gezegenler tespit edilemeyecek kadar uzak. Sanırım gezegenimizin etrafındaki bir alanda sadece 100 yıl ışık çapı olanları bulabiliriz, ancak hayat taşıyan gezegenlerin bundan daha uzakta olabileceğinden şüpheleniyorum.

Başka bir gezegendeki yaşamı tespit edebileceğimiz kürenin çapını tahmin etmek ve o kürenin içinde yaşam olma olasılığını tahmin etmek istiyorum.

Örneğin, şu anki teknolojimize dünyadaki yaşamı saptayabilecek en uzak mesafenin hangisi olduğunu verin. O kürede güneşimiz gibi kaç yıldız var? SETI'nin bu yıldızların her birini ekarte etmesi ne kadar sürer ?

Hayatı algılayarak ne demek istediğine bağlı. Bu açıklamada Randall Munroe'nin yazdığı gibi açıklandığı gibi , dünyadaki algler uzaylıları bize bizden önce anlatacaklar.

Sıvı suyun varlığını ya da varlığını yaşamı tespit etmek olarak , o zaman bu tür saptamalar güneş enerjisi gezegenlerin spektrumu, şu anda yapabileceğimiz ölçümler incelenerek yapılabilir. Şimdiye kadar keşfedilen en uzak güneş gezegeni 27.700 ışıkyılı uzaklıkta . Bu nedenle, sorularınıza kısmi bir cevap, yaşama dair yaşanabilir bir bölgede bulunan her güneş dışı gezegenin spektrumunu, yaşam hikayelerinin anlatımının imzalarını aramak için incelemektir. Şu anda ekstra güneş gezegeninin optik yansıma spektrumunu ölçmek için teknolojiye sahibiz, örneğin ESO'nun VLT'si , Gemini Gözlemevi ve GTC'deki OSIRIS cihazı$O_2$ama SETI'nin bu yeteneği var mı bilmiyorum. Sara Seager'ın çalışmalarına daha fazla bakabilirsiniz .

Bu soruyu cevaplamayı erteledim, çünkü ne tür tespit yöntemleri önerildiğini belirtmeden çok geniş görünüyor. Ancak, doğrudan, “güneş sistemini ele geçirip bizden bir mesafeye koyacak olsaydık, Dünya gezegenindeki yaşam belirtilerini tespit edebilir miyiz” perspektifinden yanıtlarsanız, o zaman cevap muhtemelen değil.

Mevcut teknolojiyi kullanarak (ve şu anda mevcut olan deneyleri ve teleskopları kastediyorum), birkaç ışık yılı uzaklıktan gözlemlense bile, muhtemelen Dünyadaki yaşamı tespit edemeyiz. Bu nedenle, bu alanda (Güneş dışında) hiçbir yıldız yoktur.

1. Başka bir yıldızın çevresinde Dünya gibi bir gezegen henüz tespit edilmedi. Başka bir deyişle, güneş enerjili bir yıldızdan 1 au'da (veya ona yakın) benzer bir kütle, yarıçap ve yörüngeye sahip olan hiçbiri [EDIT: Tabii ki şu an Kepler-452b'de yakın bir rakip var. Dünya'dan% daha büyük; Jenkins ve diğ. 2015. ]. Mevcut teknoloji ile, neredeyse ulaşmak üzeresiniz. Bu nedenle, Dünya üzerindeki yaşamı yönlendiren herhangi bir arayışın başlayacağı sınırlı sayıda yer vardır. Eğer gezegen tespit edemiyorsanız hiç o bir sanayi medeniyetten indirgeyici metan gibi gaz veya kloroflorokarbonlar birlikte (biyomarkerların için örneğin oksijen bakmak ve atmosferik içeriği bakarak kesinlikle şansı yoktur - . Vd 2014 Lin). Atmosferik kompozisyonların (kabaca ve geçici olarak) ölçüldüğü tek ekzoplanetler "sıcak Jüpiterler" dir. - dev yıldızların ana yıldızlarına çok yakın dönen yörünge.

2. Bir "kör" arama radyo imzalarını arayabilir ve tabii ki SETI'nin yaptığı da bu. Eğer “Dünya” yı tespit etmekten bahsediyorsak, o zaman iletişimde bilinçli ışınlanma girişimlerinden bahsetmediğimizi varsaymalıyız ve bu nedenle uygarlığımız tarafından üretilen rastgele radyo “konuşmacı” ve kazara gelen sinyalleri tespit etmeye güvenmeliyiz. SETI Phoenix projesi, diğer akıllı yaşamdan gelen radyo sinyalleri için en gelişmiş arama oldu. Alıntı Cullers ve diğ. (2000) : "En güçlü sinyallerimizin aksine, tipik sinyaller, en yakın yıldızdan gelse bile çoğu anketin tespit eşiğinin altına düşer ". Tarter'den (2001) alıntı : "Mevcut hassasiyet seviyelerinde, hedeflenen mikrodalga aramaları, güçlü TV vericilerinin eşdeğer gücünü 1 ışıkyılı mesafeden (içinde başka yıldızların olmadığı) algılayabiliyordu… ”. biz yapmak Böyle sinyaller daha bin ışık yılı aşkın görüleceğini veya hesaplanmıştır. radar kullanarak güneş sistemindeki davranış metroloji örneğin, iyi tanımlanmış belli yönlerde yayarlar güçlü kirişli sinyalleri. Fakat bu sinyaller kısa bir ışınlanan vardır Son derece dar bir açı ve tekrarlanması pek mümkün değildir Hedefli aramalar gerçekleştiriyorsanız, doğru zamanda doğru yöne dikkat ettiğiniz için çok şanslı olmalısınız.

Dolayısıyla, mevcut yöntem ve teleskoplarla başarı şansının çok fazla olmadığı iddiasındayım. Ancak elbette teknoloji ilerliyor ve önümüzdeki 10-20 yılda daha iyi fırsatlar olabilir.

Yönlendirilmiş bir aramadaki ilk adım, Dünya gibi gezegenleri bulmak olacaktır. İlk büyük fırsat , en parlak 500.000 yıldızın etrafındaki dünya çapındaki gezegenleri tespit edebilen, 2017'de başlatılan TESS uzay aracıyla olacak . Bununla birlikte, 2 yıllık görevi, Dünya-analogunu tespit etme yeteneğini sınırlandıracak. Diğer Dünyaları bulmak için en iyi bahis Plato'nun lansmanı ile daha sonra (belki 2024) gelecek.Yine altı yıllık bir görev, en parlak yıldızları inceler. Ancak, daha sonra bu gezegenlerin atmosferlerinin çalışmalarını yapmak için büyük bir adım atılması gerekiyor. Doğrudan görüntüleme ve spektroskopi, muhtemelen uzay kaynaklı boş interferometreler gerektirir; Faz-etkilerin ve transmisyon spektroskopisinin bir exoplanet atmosferi üzerinden dolaylı olarak gözlemlenmesi, mükemmel açısal çözünürlük, sadece büyük hassasiyet ve toplama alanı gerektirmez. Normal bir yıldızın etrafındaki Dünya büyüklüğünde bir şeyin spektroskopisi, muhtemelen James Webb Uzay Teleskobu ( JWST - 2018 lansmanı) için daha büyük bir halef veya sonraki on yılda E-ELT tarafından sağlanacak olandan daha fazla toplama alanı gerektirecektir. Örneğin Snellen (2013) E-ELT ile Dünya-analogunun biyobelirteç sinyalini tespit etmek için 80-400 geçiş-değerinde maruz kalma süresi (yani 80-400 yıl!) olacağını savunuyor!

$\sim 150$

Bunu cevaplaması çok zor buluyorum, algılama yöntemi ne kadar tespit edebileceğimiz konusunda kritik. Biri diğerine göre düşünebileceğim iki olası yöntem var. İlk yöntem, ışığın hızını ve dalga üretimimizi içerir. İkincisi, atmosferimizi nasıl şekillendirdiğimizi içerir.

Dalga üretimimiz (radyo) 19. yüzyılın sonlarında başladı, eğer referans noktası kullanırsak, 1900; 115 yıldır yayın yapıyoruz, ışık hızında, 115 ışık yılından daha uzak olmayan bir tür bizi tespit edemedi. Dolayısıyla SETI programının, Rahul’un önerdiği gibi, kendimizi yayınlamak niyetinde olduğu fikri.

En iyi yöntem ve başkalarını arayışlarında insanlar için çalışırken görebildiğim, atmosferik zehirlenmedir. Atmosferimizde sadece insan tarafından üretildiği düşünülen belirli hidrokarbonlar var, eğer böyle düşünürsek, o zaman olası bir ekzoplanet etrafındaki atmosferik zehirlenmeyi de algılayabiliriz. Oksijeni tespit etmek yeterli değildir, çünkü yaşamın var olduğunun göstergesi değildir, oksijen güneş sisteminin herhangi bir yerinde doğal olarak sınırlı miktarlarda üretilebilir, ancak kendimiz gibi karbon bazlı yaşam formlarını sürdürebilmek için büyük bir bolluk olması gerekir. Kirleticileri tespit etmek, tespiti gerçekleştirmenin en mantıklı yoludur. Doğal olarak bulunmayan elementler üretebilirsek, bir türün oraya koyduğunun açık bir göstergesidir. Bu aynı zamanda ışık hızına dayanır, ancak insan yapımı kirleticiler, dalga öncesi çağda mevcuttu ve dalgaları ürettiğimizden daha fazla ışık iletmek zorunda kalmıştı. Dezavantajı, kirleticilerin tespit yöntemidir, şu anda bileşimi belirlemek için bir geçiş gezegenine sahip bir yıldız kullanmaya dayandığımız insanlardır ya da (atmosferik materyali göstermeyen) daha az kesin spektrum verisi kullanmaktayız.

Bir başka bakış açısı, Kardashev ölçeğine bakarak, bu cevabı enerji tüketimine dayanarak belirleme teknolojisine sahip olduğumuzu söyleyebiliriz. Büyük bir kütle çekim alanı tespit edip görünür bir enerji kaynağı tespit edemezsek, enerji başka türler tarafından toplanabilir; Dyson küresi gibi. Böyle bir saptama, türümüzün aktif olarak aradığı bir şey olmadığı için gözden kaçırmanın çok kolay olacağına inanıyoruz. Bu, teorik bir algılama için daha doğru olsa da, bir başka tür de artan yüzey sıcaklıkları ile birlikte gezegenimizin ve atmosferin aydınlatılmasıyla gezegenimizdeki enerji tüketimini tespit edebilir.

En iyisi, insan müdahalesi için 100-150 ışıkyılı aralığında olabileceğimize inanıyorum. Genel olarak yaşamın tespiti gelince, modern öncesi dönemi hayal bile edemiyorum, eğer sıvı su ve atmosferik oksijen içeren stabil bir sisteme sahip olmamız dışında, başka bir yerden bakıldığında yaşamın var olduğunu belirlemenin basit bir yolu olup olmadığını düşünemiyorum.

Karbon temelli yaşam formları olarak bizim görüşümüze göre argümanı sağlama konusunda çok güvenebiliriz, eğer bizden daha ileri veya daha ileri bir tür karbon temelli değilse, kendi türlerine göre daha yerelleşmiş başka endikasyonlar arıyor olabilirler. Aynı şekilde kendimizi tespit etmeyi hayal ettiğimiz göstergeleri ararız.

EDIT: Rob Jeffries tarafından istendiği gibi; HAYIR, bugünün teknolojisini kullanarak transit fotometri kullanmak henüz mümkün değildir. At 1lyToprak olarak görünecektir 2.776*10^-4″-> 3600*(180/π)*(12734/9.460*10^12)ya 2.776mas, mümkün olan ESO'nun Çok Büyük Teleskopu mili yay-saniyesidir resmin mümkün bir açısal çözünürlüğe sahiptir. At 10lyToprak olarak görünecektir 2.776*10^-5″-> 3600*(180/π)*(12734/9.460*10^13)ya 277.6μas, olası sonra tamamlanması Cherenkov Teleskop Dizisi microarcseconds resmin mümkün bir açısal çözünürlüğe sahiptir. Cherenkov Teleskop Dizisi iken, sınırlıdır 100μasde 400nmve görüntüde mümkün değildir 1μasbiz de görüntüleme üzeresiniz var bu bir sonraki seviyede, 100ly. Gaia uzay aracı kadar çözebilirsiniz20μasancak bu seviyede görüntü elde edemez. NASA Ames Araştırma Merkezi aşağı çözünürlük yeteneklerini sergiliyor 5μasaşağı çözmek için girişimde 1μasçözünürlüğü görüntüleme olmadığını ancak yine. Radyo dalgaları için, gerçekten de yeterince ters kare yasasından ve dalga bozulmasından bahsetmedim. İnsanlar olarak bizler için, evet Evet, Kare Kilometre Dizisi ile açılma olasılığı olan bir ışık yılı ile mümkün olabilir .

Tahminimi ilk kez geri çekmemi istiyorsan, kirlilik ve transit fotometri, bugün içinde mevcut teknolojiyi kullanarak 1ly, içindeki mevcut radyo alıcılarıyla aynı şekilde mümkündür 1yr. Bununla birlikte, yeni araçların henüz inşa edilmemiş olduğu gerçeğinden caydıyorsanız, ancak bunu büyük ölçüde artırabilirsiniz 100ly, çünkü bir şey inşa edilmemiş olması, teknolojiyi varolmaz hale getirmez (SKA teknolojisi uygulanabilir mi? Evet, biz teknoloji şu anda, sadece yapmadıysanız gerçekleşmesi için. Yani yok değil var olmadığı teknolojisi) yapmak.

Seti Home , geçişinden tespit edilen ilk dünya büyüklüğündeki gezegeni buldu. Cornell Üniversitesi Kütüphanesi tarafından daha fazla yayınlanması , gezegenin yaşanabilir bir bölgede olduğunu iddia ediyor ve yüzeyinde bir atmosfer ve sıvı H20 olması ihtimaline işaret ediyor. Kepler uzay aracı sen habersiz durumda, Kepler bu denir, başka bedenin yüzüne bir vücut transit gibi hafif eğrileri eşler, bu bulguyu tespit Transit . Bu teknolojinin zaten varolmadığını bile söylemek, dünyaya olduğu gibi, gerçek bir analog istiyorsanız, zaten mevcut olan teknolojiyle; 1lyEğer mümkün teknolojiyi kullanmak istiyorsanız, ancak inşa değil; 100ly.